Печь инфракрасного нагрева для термической обработки изделий Советский патент 1976 года по МПК C21D9/00 F27B17/00 

1

Изобретение относится к печам инфракрасного нагрева для термической обработки деталей полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известна печь инфракрасного нагрева для термической обработки изделий, содержащая верхний и нижний охлаждаемые рефлекторы, которые разделены лучепрозрачным экраном, подставку с отверстиями для подачи газа, на которую опирается механизм вращения и конвейер.

Иедостатком известной конструкции печи является неравномерность обработки изделий, что объясняется несоверщенством конструкции подставки с механизмом вращения, а также сложность реализации непрерывного режима обработки изделия в нескольких газовых средах при условии обеспечения высокой герметичности рабочего объема.

Цель изобретения - равномерность обработки изделий при непрерывном проведении процесса.

В предлагаемой печи нижние рефлекторы укреплены на конвейере и имеют крышку, которая поджимается к нижнему рефлектору с помощью поджимного устройства, установленного па верхнем рефлекторе, а механизм вращения выполнен в виде подковообразного сегмента с отверстиями.

На фиг. 1 схематически изображена описываемая печь, общий вид; па фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - подставка и механизм вращения.

Печь содержит верхний неподвижный охлаждаемый рефлектор 1, в котором размещены лампы 2 инфракрасного нагрева, набор нижних подвижных рефлекторов 3, закрепленных на конвейерном устройстве 4. В состав каждого нижнего рефлектора входит водоохлаладаемая крыщка 5 с лучепрозрачным ступенчатым, цилиндрическим экраном 6, уплотненным в ней с помощью фланца 7, и водоохлаждаемый корпус 8, заключенный в лучепрозрачный экран п повторяющий его форму.

В верхней части корпуса 8 установлена подставка 9, на которую опирается механизм вращения 10 изделия И. Он имеет вид подковообразного сегмента 12 с пазом для размещения изделий и канавками 13, нерекрывающими ответ стия подставки 9 п обеспечивающими тенгенциальную подачу газа к нзделию.

Равномерная подача реакцио1 ного газа на поверхность изделия осуществляется через отверстия в П-образиом коллекторе 14, установленном над подставкой 9 и уилотненном в

корпусе 8, а движение газовых потоков в рабочем объеме образуется за счет отвода газов в вытяжку 15 через кольцевой канал в центре корпуса 8. В этом канале с помощью поджимного штуцера 16 уплотнена подставка 9.

Центровка и перемещение крышки 5 относительно корпуса 8 производится с помощью четырех стержней 17, закрепленных в крышке 5 и проходящих через соответствующие отверстия в корпусе 8. На концах стержней установлены ролики 18 так, что при движении нижнего рефлектора относительно верхнего с помощью конвейерного устройства 4 они перемещаются в колее 19, позволяющей при изменении ее уровня поднимать или опускать крышку 5 на требуемую высоту. Уплотнение крышки 5 к нижнему рефлектору достигается € помощью двух поджимных устройств 20, неподвижно закрепленных с двух сторон верхнего рефлектора 1 и состоящих из больтого числа роликов 21 с регулируемым положением и усилием поджима.

Конвейерное устройство 4 состоит из привода 22 и бесконечной цепи 23, к которой с помощью вилки 24 прикреплены корпусы 8, опирающиеся на два ряда опорных роликов 25, закрепленных на основании 26 печи.

С одной стороны от рефлектора 1 установлено устройство для загрузки 27, с другой - устройство для выгрузки 28, размещенные в газовых скафандрах 29 с обеспыленной атмосферой.

Устройство для выгрузки имеет форму лотка 30 с плоской рабочей поверхностью и несколькими рядами наклонных отверстий, направленных в сторону перемещения изделия 11. В лотке установлен фотодиод 31 с осветителем 32. Конец лотка, имеющий форму выступа, введен в проем кассеты 33, перемещающейся с помощью механизма привода 34. Лоток установлен на одном уровне с иодставкой 9, перегрузка изделия осуществляется от сопла 35. Управление работой устройства выгрузки производится от бесконтактного датчика 36, фиксирующего момент совпадения колеи лотка 30 с пазом подковообразного сегмента 12 механизма вращения 10. По конструкции устройства загрузки и выгрузки идентичны и различаются только положением сопла 35.

Для удобства обслуживания печи верхний рефлектор выполпен откидным в опорах 37, закрепленных на основании 26 печи.

Работа печи осуществляется следующим образом.

При подходе нижнего рефлектора 3 к устройству загрузки 27 крышка 5 подиимается в верхнее положение, а по сигналу от бесконтактного датчика 36 включается подача газй в сопло 35. Механизм привода 34 опускает кассету 33 на одну позицию вниз. Изделие 11 выходит из пазов кассеты на лоток 30, минует фотодиод 31 и попадает на подставку 9, после чего крышка 5 плавно опускается на корпус 8 и уплотняется с ним на участке термообработки в печи с помощью двух поджимных устройств 20. При выходе нижпего рефлектора из зоны термообработки и подходе его к устройству выгрузки порядок работы элементов повторяется с той лишь разницей, что механизм привода поднимет кассету 33 с обработанными изделиями на одну позицию вверх. Назначение фотодиодов 31 - блокировка последующего включения механизмов привода кассет при отсутствии сигнала о проходе изделия через лоток 30.

Зона термообработки может быть разделена на несколько газовых зон, что достигается при индивидуальной подаче газа к каждому нижнему рефлектору с управляемым переключением подачи различных газов в требуемой последовательности от газорасиределительного устройства, размещенного в основании печи.

Для упрощения конструкции подставка 9 может быть заменена плоским диском 38 с отверстиями, причем отвод газов осуществляется через отверстия 39, выполненные в корпусе 8.

В отдельных случаях подача реакционного газа через П-образный коллектор 14 может быть заменена на подачу его через канавки 40 механизма вращения, соединенные с отверстиями 41 в корпусе 8, что обеспечит равномерную подачу реакционного газа на поверхность изделия при условии стабилизации его местоположения и скорости вращения.

Формула изобретения

Печь инфракрасного нагрева для термической обработки изделий, содержащая верхний и нижний охлаждаемые рефлекторы, разделенные лученрозрачным экраном, подставку с отверстиями для подачи газа, на которую опирается механизм вращения, конвейер, отличающаяся тем, что, с целью улучшения воспроизводства и равномерности обработки изделий при непрерывном проведении процесса, нижние рефлекторы укреплены на конвейере и имеют крышку, на верхнем рефлекторе установлено поджимное устройство для поджима крышки к нижнему рефлектору, а механизм вращения выполнен в виде подковообразного сегмента с отверстиями.

29

23

Ф